JPH10137235A - レイサムイメージング方法およびｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レイサムイメージを簡単な処理で高速に作成
し表示する。 【解決手段】 操作者が複数の投影方向を指定する（Ｃ
１）。投影方向とＸ線ビーム角度とを対応付けておく
（Ｃ２）。投影方向に対応したイメージバッファを用意
する（Ｃ３）。被検体に対してＸ線管および検出器を一
つの軸に沿って相対移動しながら被検体の周りにＸ線管
および検出器を回転させて前記投影方向に対応するＸ線
ビーム角度のデータを次々に収集し、それらのデータを
対応するイメージバッファの当該データに対応する２次
元位置に格納する（Ｃ４）。各イメージバッファに格納
したデータからそれぞれイメージを作成し、それらイメ
ージを投影方向の順に連続的にシネ表示する。 【効果】 ヘリカルスキャンを終了してからレイサムイ
メージを表示するまでの待ち時間を短縮することがで
き、臨床上の有用性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レイサム（ray-su
mmation）イメージング方法およびＸ線ＣＴ（Ｃomputed
Ｔomography）装置に関し、さらに詳しくは、レイサム
イメージを簡単な処理で高速に作成することが出来るレ
イサムイメージング方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レイサムイメージは、与えられた投影方
向に被検体を貫く投影線上のＣＴ値を加算した和に基づ
く画素値をもつイメージであり、ノイズの影響を受けに
くく、３次元表示では見にくい弁などの描出能力が高い
などの利点があるので、臨床上の有用性が高い。

【０００３】図１３は、従来のレイサムイメージング方
法の手順の一例を示すフロー図である。ステップＶ１で
は、被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸（以
下、Ｚ軸という）に沿って相対移動しながら、被検体の
周りにＸ線管（またはＸ線管および検出器）を回転させ
て、異なるビュー角度でのローデータ（raw data）を次
々に収集する。この種のスキャン方法は、ヘリカルスキ
ャン（helical scan）と呼ばれる。一般に、前記Ｚ軸
は、被検体の体軸である。

【０００４】ステップＶ２では、前記ローデータに対数
演算を施して、プロジェクションデータ（projection d
ata）に変換する。ステップＶ３では、図１４に示すよ
うに、再構成位置Ｓ１を挟む所定範囲内のプロジェクシ
ョンデータに基づいて補間演算および再構成演算を行
い、再構成位置Ｓ１におけるＣＴ画像の画像データＧ１
を算出し、記憶装置に記憶する。これを所定距離（例え
ばＸ線管の１回転当たりの直線移動距離）ごとに定めた
再構成位置Ｓ２，…，Ｓ６でも繰り返し、各再構成位置
Ｓ２，…，Ｓ６での画像データＧ２，…，Ｇ６を算出
し、記憶装置に記憶する。

【０００５】ステップＶ４では、画像データＧ１〜Ｇ６
を記憶装置から読み出し、図１５に示すように、画像デ
ータＧ１〜Ｇ６を用いて各再構成位置Ｓ１〜Ｓ６の間の
データを補間し、ボリュームデータＶＤを算出する。

【０００６】ステップＶ５では、操作者が投影方向ψ
１，ψ２，…，ψｎを指定する。なお、指定できる投影
方向に制限はなく、任意の方向を指定できる。ステップ
Ｖ６では、図１６に示すように、投影方向ψ１に対応す
るレイサムイメージ平面（投影方向ψ１に垂直な投影平
面であり、その２次元座標軸をｗ，ｖとする。）を模し
たイメージバッファＩ１を用意し、レイサムイメージの
画素に対応する座標ｗｖを通る視線方向ψ１の投影線ｐ
１の上にあるボリュームデータＶＤの値を加算し、得ら
れた和を座標ｗｖの画素値とする。これをレイサムイメ
ージの全ての画素に対応する座標ｗｖについて繰り返
し、イメージバッファＩ１にレイサムイメージの画素値
を全て格納する。次に、図１７に示すように、投影方向
ψ２に対応するレイサムイメージ平面を模したイメージ
バッファＩ２を用意し、レイサムイメージの画素に対応
する座標ｗｖを通る視線方向ψ２の投影線ｐ２の上にあ
るボリュームデータＶＤの値を加算し、得られた和を座
標ｗｖの画素値とする。これをレイサムイメージの全て
の画素に対応する座標ｗｖについて繰り返し、イメージ
バッファＩ２にレイサムイメージの画素値を全て格納す
る。以下、視線方向ψ３，…，ψｎについても同様の処
理を繰り返し、イメージバッファＩ３，…，Ｉｎにレイ
サムイメージの画素値を全て格納する。

【０００７】ステップＶ７では、図１８に示すように、
イメージバッファＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎに得た画素値か
らそれぞれレイサムイメージＲ１，Ｒ２，…，Ｒｎを作
成し、順に連続的に表示する（シネ表示）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のレイサムイ
メージング方法では、画像データの算出，ボリュームデ
ータの算出および投影線上のボリュームデータの値の加
算といった多くの演算処理が必要な問題点がある。ま
た、多くの演算処理を行うため、レイサムイメージが表
示されるまでに長時間を要する問題点がある。そこで、
本発明の目的は、レイサムイメージを簡単な処理で高速
に作成し表示することが出来るレイサムイメージング方
法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、操作者が指定した複数の投影方向とＸ線ビーム角度
とイメージバッファとを対応付けておき、被検体に対し
てＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相対移動しな
がら被検体の周りにＸ線管（またはＸ線管および検出
器）を回転させて前記投影方向に対応するＸ線ビーム角
度のデータを次々に収集し、それらのデータを対応する
イメージバッファの当該データに対応する２次元位置に
格納し、各イメージバッファに格納したデータからそれ
ぞれイメージを作成し、それらイメージを投影方向の順
に連続的に表示することを特徴とするレイサムイメージ
ング方法を提供する。投影方向と平行なＸ線ビーム角度
のデータは、被検体を投影方向に貫く投影線上のＣＴ値
を加算した和と等価である。一方、ヘリカルスキャンの
データには、投影方向と平行なＸ線ビーム角度のデータ
であって空間位置が異なる多数のデータが含まれてい
る。そこで、上記第１の観点のレイサムイメージング方
法では、ヘリカルスキャンを行いながら各投影方向と平
行なＸ線ビーム角度のデータを集めて各投影方向ごとに
設けたイメージバッファに格納する。イメージバッファ
内でのデータの格納位置は、当該データに対応するＸ線
ビームがレイサムイメージ平面を通る座標に相当する位
置とする。このようにすれば、画像データの算出，ボリ
ュームデータの算出および投影線上のボリュームデータ
の値の加算といった多くの演算処理を行わなくても、複
数の投影方向の各レイサムイメージを各イメージバッフ
ァに並行して得ることが出来る。すなわち、複数のレイ
サムイメージを簡単な処理で高速に作成し表示すること
が出来る。なお、従来のレイサムイメージング方法では
投影方向を自由に設定できたが、本発明のレイサムイメ
ージング方法ではＸ線管（またはＸ線管および検出器）
の回転面に含まれる投影方向に限られる。

【００１０】第２の観点では、本発明は、操作者が複数
の投影方向を指定するための投影方向指定手段と、被検
体に対してＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相対
移動しながら被検体の周りにＸ線管（またはＸ線管およ
び検出器）を回転させてデータを次々に収集するヘリカ
ルスキャン手段と、前記データのうちで前記投影方向に
対応するＸ線ビーム角度のデータを前記投影方向に対応
するイメージバッファの当該データに対応する２次元位
置に格納するデータ格納手段と、各イメージバッファに
格納したデータからそれぞれイメージを作成するイメー
ジ作成手段と、それらイメージを投影方向の順に連続的
に表示するシネ表示手段とを具備したことを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置を提供する。上記第２の観点のＸ線ＣＴ装
置によれば、上記第１の観点によるレイサムイメージン
グ方法を好適に実施できる。

【００１１】第３の観点では、本発明は、上記構成のＸ
線ＣＴ装置において、前記データ作成手段は、イメージ
バッファの２次元座標軸の少なくとも１座標軸について
は補間により等間隔化することを特徴とするＸ線ＣＴ装
置を提供する。ヘリカルスキャンを行いながら各投影方
向と平行なＸ線ビーム角度のデータを集めたとき、一般
に、ファンビーム方式のＸ線管および検出器では、各デ
ータに対応するＸ線ビームの空間密度が一様にならな
い。つまり、イメージバッファにおけるデータの存在に
疎密が生じてしまう。この疎密は、データを収集するタ
イミングとＸ線管の１回転当たりの直線移動距離の組み
合わせによってはレイサムイメージの画質を低下させ
る。そこで、上記第３の観点のＸ線ＣＴ装置では、デー
タをイメージバッファに格納した後でイメージバッファ
の２次元座標軸の少なくとも１座標軸については補間に
より等間隔化する。これにより、イメージバッファにお
けるデータの存在に疎密を生じないため、データを収集
するタイミングとＸ線管の１回転当たりの直線移動距離
のどのような組み合わせでも画質の良いレイサムイメー
ジが得られるようになる。

【００１２】第４の観点では、本発明は、上記構成のＸ
線ＣＴ装置において、前記データ格納手段は、データを
イメージバッファに格納する際、イメージバッファの２
次元座標軸の少なくとも１座標軸については補間により
等間隔化してから格納することを特徴とするＸ線ＣＴ装
置を提供する。先述のように、各データに対応するＸ線
ビームの空間密度が一様にならないため、そのままデー
タをイメージバッファに格納すると、データの存在に疎
密が生じてしまう。そこで、上記第４の観点のＸ線ＣＴ
装置では、データをイメージバッファに格納する際にイ
メージバッファの２次元座標軸の少なくとも１座標軸に
ついては補間により等間隔化してから格納する。これに
より、イメージバッファにおけるデータの存在に疎密を
生じないため、データを収集するタイミングとＸ線管の
１回転当たりの直線移動距離のどのような組み合わせで
も画質の良いレイサムイメージが得られるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図に示す発明の実施の形態
により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これによ
り本発明が限定されるものではない。

【００１４】図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線
ＣＴ装置の構成図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、
操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガント
リ２０とを具備している。前記操作コンソール１は、操
作者の指示や情報などを受け付ける入力装置２と、スキ
ャン処理や補間処理や画像再構成処理やレイサムイメー
ジ作成処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号
などを撮影テーブル１０や走査ガントリ２０へ出力する
制御インタフェース４と、走査ガントリ２０で取得した
データを収集するデータ収集バッファ５と、画像などを
表示するＣＲＴ６と、各種のデータやプログラムを記憶
する記憶装置７とを具備している。前記撮影テーブル１
０は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。前記走査
ガントリ２０は、ファンビーム方式のＸ線管２１，コリ
メータ２２および検出器２３と、被検体の体軸の回りに
Ｘ線管２１や検出器２３などを回転させる回転コントロ
ーラ２４と、Ｘ線照射のタイミングや強度を調整するＸ
線コントローラ２５と、データ収集部２６とを具備して
いる。

【００１５】図２は、このＸ線ＣＴ装置１００によるレ
イサムイメージング用ヘリカルスキャン処理を示すフロ
ー図である。ステップＣ１では、操作者が投影方向ψ
１，ψ２，…，ψｎを設定する。なお、指定できる投影
方向は、Ｘ線管２１および検出器２３の回転面に含まれ
る投影方向に限られる。このため、ＣＲＴ６に指定可能
な投影方向を表示し、その中から操作者に指定させるよ
うにガイドするのが好ましい。図４に、指定されたψ
１，ψ２，…，ψｎを例示する。ステップＣ２では、投
影方向ψ１，ψ２，…，ψｎに対応するＸ線ビーム角度
θ１，θ１＋π，…，θｎ，θｎ＋πを求める。ここ
で、θｉ（ｉ＝１〜ｎのいずれか）とθｉ＋πは、互い
に対向する方向を意味する。ステップＣ３では、投影方
向ψ１，ψ２，…，ψｎに対応するイメージバッファＩ
１，Ｉ２，…，Ｉｎをメモリ内に用意する。ステップＣ
４では、被検体に対してＸ線管２１および検出器２３を
Ｚ軸に沿って相対移動しながら、被検体の周りにＸ線管
２１および検出器２３を回転させて（Ｒ−Ｒ方式）、異
なるビュー角度でのローデータを次々に収集し、得られ
たローデータに対応するＸ線ビーム角度がθｉまたはθ
ｉ＋πなら、そのローデータをプロジェクションデータ
に変換し、イメージバッファＩｉに格納する。例えば、
図５に示すようなビュー角度のときは、検出器チャネル
番号“１”のローデータに対応するＸ線ビーム角度がθ
ｎであるから、検出器チャネル番号“１”のローデータ
をプロジェクションデータに変換し、イメージバッファ
Ｉｎに格納する。また、検出器チャネル番号“ｄ”のロ
ーデータに対応するＸ線ビーム角度がθ１であるから、
検出器チャネル番号“ｄ”のローデータをプロジェクシ
ョンデータに変換し、イメージバッファＩ１に格納す
る。これを、所定の範囲をスキャンしながら繰り返し、
処理を終了する。

【００１６】なお、データ取得のタイミングを制御する
ことによって、あるＸ線ビーム角度のローデータ群を容
易に取得することが出来る。これを、図６〜図８を参照
して説明する。図６の（ａ）に示すように、ファンビー
ムのファン角度（検出器２３の両端の検出器チャネルに
入射するＸ線ビームのなす角度）の１／２をφとし、検
出器角度ピッチ（隣接する検出器チャネルに入射するＸ
線ビームのなす角度）をδとし、Ｘ線管２１の角度を０
°とし、Ｘ線管２１および検出器２３の回転方向と逆方
向に検出器チャネル番号を“１”から“Ｄ”まで付けた
とき、検出器チャネル“１”に入射するＸ線ビームが０
°軸線Ａとなす角度はφであり、検出器チャネル“２”
に入射するＸ線ビームが０°軸線Ａとなす角度は（φ−
δ）である。次に、図６の（ｂ）に示すように、Ｘ線管
２１および検出器２３を検出器角度ピッチδだけ回転さ
せたとき、検出器チャネル“２”に入射するＸ線ビーム
が０°軸線Ａとなす角度はφであり、検出器チャネル
“３”に入射するＸ線ビームが０°軸線Ａとなす角度は
（φ−δ）である。図６の（ａ）（ｂ）より、第１のＸ
線管角度で第１の検出器チャネルに入射するＸ線ビーム
と、前記第１のＸ線管角度から検出器角度ピッチδだけ
回転した第２のＸ線管角度で前記第１の検出器チャネル
にＸ線管および検出器の回転方向と逆方向に隣接する第
２の検出器チャネルに入射するＸ線ビームとは、同一の
Ｘ線ビーム角度になることが判る。すなわち、図７に示
すように、Ｘ線管２１および検出器２３を検出器角度ピ
ッチδだけ回転させる毎に、同一のＸ線ビーム角度のロ
ーデータが、Ｘ線管および検出器の回転方向と逆方向に
隣接する各検出器チャネルで順に得られることになる。
従って、図８に示すように、Ｘ線管２１および検出器２
３が検出器角度ピッチδだけ回転したタイミング毎に、
検出器チャネルの番号順にデータを取得すれば、図９に
示すように、投影方向ψｉに対応するＸ線ビーム角度θ
ｉまたはθｉ＋πのローデータを集めることは容易であ
る。つまり、投影方向ψｉに対応するプロジェクション
データを容易にイメージバッファＩｉに格納していくこ
とが出来る。

【００１７】図１０に示すように、プロジェクションデ
ータを格納するイメージバッファＩｉ内の位置は、当該
プロジェクションデータに対応するＸ線ビームがレイサ
ムイメージ平面（投影方向ψ１に垂直な投影平面であ
り、その２次元座標軸をｗ，Ｚとする。ＺはＺ軸であ
る。）を通るｗＺ座標に対応するイメージバッファＩ１
の２次元位置である。なお、図１０で、Ｌは、Ｘ線管の
１回転当たりの直線移動距離である。図１１に、プロジ
ェクションデータが格納されたイメージバッファＩ１を
模式的に示す。プロジェクションデータは、黒四角のあ
る２次元位置に格納されている。図１１から判るよう
に、イメージバッファＩ１におけるプロジェクションデ
ータの存在には疎密がある。このため、これからイメー
ジを作成すると、高い画質が得られない。そこで、図３
に示すレイサムイメージ作成表示処理で補間を行う。

【００１８】図３は、このＸ線ＣＴ装置１００によるレ
イサムイメージ作成表示処理を示すフロー図である。こ
のレイサムイメージ作成表示処理は、図２のレイサムイ
メージング用ヘリカルスキャン処理と並列に実行され
る。ステップＤ１では、プロジェクションデータが格納
されていない２次元位置のデータを補間により得るのに
必要なプロジェクションデータがイメージバッファＩｉ
に格納されるまで待ち、格納されたらステップＤ２へ進
む。例えば、補間方法が「最近傍のプロジェクションデ
ータが１つだけならそれを貼り付け、最近傍のプロジェ
クションデータが２つ以上ならそれらの平均を貼り付け
る」というものなら、プロジェクションデータが格納さ
れている２次元位置に隣接してプロジェクションデータ
が格納されていない２次元位置が生じたとき、ただちに
ステップＤ２へ進む。ステップＤ２では、補間演算によ
ってデータを求め、イメージバッファＩｉに格納する。
ステップＤ３では、イメージバッファＩ１，Ｉ２，…，
Ｉｎへのデータの格納が完了したかチェックし、未完了
なら前記ステップＤ１へ戻り、完了したならステップＤ
４へ進む。図１２に、データの格納が完了したイメージ
バッファＩｉを模式的に示す。ステップＤ４では、図１
８に示すように、イメージバッファＩ１，Ｉ２，…，Ｉ
ｎに得た画素値からそれぞれレイサムイメージＲ１，Ｒ
２，…，Ｒｎを作成し、順に連続的に表示する（シネ表
示）。

【００１９】以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、スキ
ャン終了後すぐにレイサムイメージをシネ表示できるの
で、病辺部等の関心領域の３次元的状況を読影者が速や
かに把握可能となり、診断を好適に行えるようになる。

【００２０】上記実施形態では、プロジェクションデー
タをイメージバッファＩｉに格納した後で補間により等
間隔化したが、プロジェクションデータをイメージバッ
ファＩｉに格納する際に補間により等間隔化してから格
納するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明のレイサムイメージング方法およ
びＸ線ＣＴ装置によれば、画像データの算出，ボリュー
ムデータの算出，投影線上のボリュームデータの値の加
算といった多くの演算処理が不要となるため、簡単な処
理で高速にレイサムイメージを作成し表示することが出
来るようになる。このため、ヘリカルスキャンを終了し
てからレイサムイメージを表示するまでの待ち時間を短
縮することができ、臨床上の有用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示
す構成図である。

【図２】図１のＸ線ＣＴ装置によるレイサムイメージン
グ用ヘリカルスキャン処理を示すフロー図である。

【図３】図１のＸ線ＣＴ装置によるレイサムイメージ作
成表示処理を示すフロー図である。

【図４】複数の投影方向の例示図である。

【図５】投影方向に対応するＸ線ビームの例示図であ
る。

【図６】Ｘ線ビーム角度が同一となる場合のＸ線管およ
び検出器の回転角度と検出器チャネルの関係を示す説明
図である。

【図７】Ｘ線ビーム角度が同一となる一群のＸ線ビーム
のデータを取得できるＸ線管および検出器の回転角度と
検出器チャネルの関係を示す説明図である。

【図８】Ｘ線ビーム角度が同一となる一群のＸ線ビーム
のデータを取得できるＸ線管および検出器の回転角度と
サンプリングする検出器チャネル番号の関係を示す説明
図である。

【図９】投影方向に対応する一群のＸ線ビームの例示図
である。

【図１０】プロジェクションデータを格納するイメージ
バッファ上の２次元位置を示す説明図である。

【図１１】プロジェクションデータを格納したイメージ
バッファ上の２次元位置を示す説明図である。

【図１２】データの格納を完了したイメージバッファの
模式図である。

【図１３】従来のレイサムイメージング処理の一例を示
すフロー図である。

【図１４】再構成位置ごとの画像データの説明図であ
る。

【図１５】ボリュームデータの説明図である。

【図１６】レイサムイメージの画素値を求める原理を示
す説明図である。

【図１７】レイサムイメージの画素値を求める原理を示
す別の説明図である。

【図１８】レイサムイメージのシネ表示の説明図であ
る。

【符号の説明】

１００ Ｘ線ＣＴ装置 ２ 入力装置 ３ 中央処理装置 ７ 記憶装置 １０ 撮影テーブル ２０ 走査ガントリ ２１ Ｘ線管 ２３ 検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作者が指定した複数の投影方向とＸ線
   ビーム角度とイメージバッファとを対応付けておき、被
   検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相
   対移動しながら被検体の周りにＸ線管（またはＸ線管お
   よび検出器）を回転させて前記投影方向に対応するＸ線
   ビーム角度のデータを次々に収集し、それらのデータを
   対応するイメージバッファの当該データに対応する２次
   元位置に格納し、各イメージバッファに格納したデータ
   からそれぞれイメージを作成し、それらイメージを投影
   方向の順に連続的に表示することを特徴とするレイサム
   イメージング方法。
2. 【請求項２】 操作者が複数の投影方向を指定するため
   の投影方向指定手段と、被検体に対してＸ線管および検
   出器を一つの軸に沿って相対移動しながら被検体の周り
   にＸ線管（またはＸ線管および検出器）を回転させてデ
   ータを次々に収集するヘリカルスキャン手段と、前記デ
   ータのうちで前記投影方向に対応するＸ線ビーム角度の
   データを前記投影方向に対応するイメージバッファの当
   該データに対応する２次元位置に格納するデータ格納手
   段と、各イメージバッファに格納したデータからそれぞ
   れイメージを作成するイメージ作成手段と、それらイメ
   ージを投影方向の順に連続的に表示するシネ表示手段と
   を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置におい
   て、前記データ作成手段は、イメージバッファの２次元
   座標軸の少なくとも１座標軸については補間により等間
   隔化することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置におい
   て、前記イメージ作成手段は、データをイメージバッフ
   ァに格納する際、イメージバッファの２次元座標軸の少
   なくとも１座標軸については補間により等間隔化してか
   ら格納することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。